Es werde Licht: Neue Photoinitiatoren für Zahnfüllungen
Photoinitiatoren sorgen dafür, dass flüssiger Kunststoff – etwa für Zahnfüllungen – mittels Lichts schnell aushärtet. Dank einer neuen Synthesemethode der TU Graz lassen sich diese Initiatoren nun günstiger herstellen, was der Technologie weitere Türen öffnet.
Photoinitiatoren sind chemische Verbindungen, die dem Dentalkonmposit beigemengt werden. Sie zerfallen unter Lichteinwirkung und bilden Radikale, durch die der Kunststoff aushärtet. Seit einigen Jahren werden dafür germaniumbasierte Photoinitiatoren eingesetzt. Ihr Plus: Sie absorbieren längerwelliges Licht und benötigen für die Aushärtung kein gesundheitlich bedenkliches UV-Licht. Im Dentalbereich hat sich dieser nicht toxische Photoinitiator bereits etabliert, obwohl seine Herstellung sehr kostspielig ist: Die Produktionskosten von einem Kilogramm dieses Initiators liegen derzeit bei rund 20.000 Euro
Neue, simple Synthesemethode
Gemeinsam mit seinem Team am Institut für Anorganische Chemie entwickelte der Chemiker Michael Haas von der TU Graz eine völlig neue Synthesemethode für germaniumbasierte Photoinitiatoren. Diese Herstellungsmethode kommt im Gegensatz zur konventionellen Synthese nicht nur ohne Schwefel aus („ein Geruch, den man nicht unbedingt im Mund wahrnehmen möchte“), sondern ist deutlich einfacher, effizienter und kostengünstiger. Es ist gelungen, einen alternativen Zugang zu dieser Verbindungsklasse zu etablieren, der einstufig ist und die Isolierung des Produkts geradezu simpel macht.
Diesen alternativen Zugang haben die Forschenden nun mit dem Projektpartner Ivoclar Vivadent in die Anwendung übersetzt. Das Dentalunternehmen hatte schon bisher einen toxikologisch unbedenklichen Photoinitiator (Ivocerin®) auf Germaniumbasis in seinem Produktportfolio. Dieser birgt aber auch gravierende Nachteile in der Herstellung, wie Haas erklärt: „Bei Ivocerin® ist die Synthese aufwendig und mehrstufig, außerdem ist die Entfernung der Reaktionspartner teuer und führt zu enormen Ausbeuteverlusten“. Durch die absehbare Markteinführung des neuen Initiators werden Zahnfüllungen künftig signifikant günstiger sein.
Drusgala M et al. Isolable Geminal Bisgermenolates: A New Synthon in Organometallic Chemistry. Angewandte Chemie. Int. Ed. 2021; online 31.08.2021. https://doi.org/10.1002/anie.202111636
Mitteilung der Technischen Universität Graz vom 14.10.2021